JP4746496B2 - Wireless communication device - Google Patents
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Description
本発明はコグニティブ無線の無線通信装置に関する。 The present invention relates to a cognitive radio communication apparatus.
情報化社会の発展により、身近な場面で使用できる通信手段が飛躍的に増加しており、その通信速度の増加も著しい。無線通信が手軽に使用される一方、周波数資源の枯渇は著しく、純粋に技術的には超高速無線通信は容易でも、限られた周波数資源の中で行うために膨大な努力が必要となっている。 With the development of the information society, the number of communication means that can be used in familiar scenes has increased dramatically, and the increase in communication speed has also been remarkable. While wireless communication is easily used, frequency resources are extremely depleted, and although ultra-high-speed wireless communication is purely technically easy, enormous efforts are required to perform within limited frequency resources. Yes.
このような状況に対応して、UWB(Ultra Wideband)のように非常に広い帯域を小電力近距離通信に限定して、他の用途と重ねるように開放する方法が認められている。また、周波数資源が足りないとは言っても、ライセンスベースで不足しているだけであり、ライセンスを受けた無線通信装置やシステムがその周波数を利用している時間的、場所的な割合はあまり大きくないという指摘がある。このような指摘を受けて、ライセンスシステムの時間的、場所的な未利用領域を検出して使用するコグニティブ無線方式の研究が開始されている。 Corresponding to such a situation, a method of limiting an extremely wide band such as UWB (Ultra Wideband) to low-power short-range communication and opening it to overlap with other uses is recognized. In addition, even though there are not enough frequency resources, it is only insufficient on a license basis, and the time and place ratio where the licensed wireless communication device or system uses the frequency is not so much. There is an indication that it is not big. In response to such indications, research on cognitive radio systems that detect and use unused areas of the license system in terms of time and place has been started.
コグニティブ無線は、既ライセンスシステムの周波数を利用するため、自無線通信装置近辺の電波環境の認識が重要な技術課題である。例えば、送信する周波数で、送信の直前にキャリアセンスを行って、その周波数に干渉波が存在すれば周波数を変更するといった方法がある(例えば、特許文献1参照)。コグニティブ無線通信システムでも同様の方法を利用して、送信前に、ライセンスを受けた無線通信装置が送信しているかどうかをチェックする必要がある。
コグニティブ無線は既ライセンスシステムの時間的、場所的な隙間を見つけて使用するシステムであるために、送信前のキャリアセンスは十分に時間をかけて入念に行い、確度の高い検出をする必要がある。一方で、自無線通信装置の送信を行う時、自無線通信装置の送信帯域が、自無線通信装置がキャリアセンスしている帯域に近い周波数にあると、送信した電波が自無線通信装置の受信機に回り込んで、キャリアセンス用受信機が飽和してキャリアセンス感度が落ちる。しかし、キャリアセンス期間に送信が行えないと送信効率が落ちてしまう。 Cognitive radio is a system that finds and uses the time and location gaps of the licensed system, so carrier sense before transmission needs to be taken carefully and carefully and must be detected with high accuracy. . On the other hand, when transmitting the own wireless communication device, if the transmission band of the own wireless communication device is at a frequency close to the band sensed by the own wireless communication device, the transmitted radio wave is received by the own wireless communication device. The carrier sense receiver falls due to saturation of the carrier sense receiver. However, if transmission cannot be performed during the carrier sense period, transmission efficiency will decrease.
しかし、コグニティブ無線通信装置では、既ライセンスシステムの周波数を利用するため、送信前にはキャリアセンスを行ってその帯域にはライセンスを受けた無線通信装置の通信が無いことをしっかり確認するべきである。また、送受信の多重方法によってはキャリアセンス用受信機とデータ受信用受信機を別個に持つ必要があり、ハードウェア規模が増大する可能性がある。 However, since the cognitive radio communication device uses the frequency of the already-licensed system, carrier sense should be performed before transmission to make sure that there is no communication of the licensed radio communication device in that band. . Further, depending on the transmission / reception multiplexing method, it is necessary to have a carrier sense receiver and a data reception receiver separately, which may increase the hardware scale.
この発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、ハードウェア規模を必要最小限に止めつつ、十分なキャリアセンス性能を維持し、高い送信効率を有するコグニティブ無線方式の無線通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and provides a cognitive radio communication device that maintains sufficient carrier sense performance and has high transmission efficiency while minimizing the hardware scale. The purpose is to provide.
上述の課題を解決するため、本発明の無線通信装置は、使用可能な周波数帯を複数の帯域に分割した複数のバンドから、受信チャンネルと、キャリアセンスチャンネルと、送信チャンネルを設定する第1の設定手段と、受信信号の受信中心周波数を設定し、送信信号の送信中心周波数を前記送信チャンネルの中心周波数に設定する第2の設定手段と、アンテナを介して受け取る受信信号を受信する受信手段と、前記受信信号から、隣接する2バンドをフィルタリングする第1のフィルターと、前記フィルタリングされた受信信号を、前記受信チャンネルに対応するチャンネルについて受信処理を行う受信ベースバンド部と、前記フィルタリングされた受信信号を、前記キャリアセンスチャンネルに対応するチャンネルについてキャリアセンス処理を行うキャリアセンス部と、送信データを送信信号に変換する送信ベースバンド部と、前記送信信号を、バンド単位でフィルタリングする第2のフィルターと、前記送信信号を、アンテナを介して送信する送信手段と、前記第1の設定手段が設定動作をしてからの経過時間が1タイムスロット分であるか否かを判定する判定手段と、を具備し、同一タイムスロットにおいて受信チャンネルとキャリアセンスチャンネルを同時に設定する場合、前記第1の設定手段は、前記複数のバンドのうち周波数が隣接する2つのバンドからなる第1のバンドペアのうちの一方のバンドである第1のバンドを受信チャンネルに、第1のバンドペアのうちの他方のバンドである第2のバンドをキャリアセンスチャンネルに設定し、前記第2の設定手段は、受信中心周波数を前記第1のバンドペアの中心周波数に設定し、前記判定手段が、前記経過時間が1タイムスロット分であると判定した場合に、前記第1の設定手段は、直前のタイムスロットにおいてキャリアセンスチャンネルとして用いられたバンドを送信チャンネルに設定し、前記キャリアセンス部が、送信動作を行うタイムスロットの直前のタイムスロットにおけるキャリアセンスで、他の無線通信システムに属する無線通信装置がキャリアセンスチャンネルの周波数の一部を使用していると判定した場合、前記使用されていると判定された周波数においては次のタイムスロットでの送信を行わないことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the wireless communication apparatus of the present invention is configured to set a reception channel, a carrier sense channel, and a transmission channel from a plurality of bands obtained by dividing a usable frequency band into a plurality of bands. Setting means; second setting means for setting a reception center frequency of a reception signal; and setting a transmission center frequency of a transmission signal to the center frequency of the transmission channel; and reception means for receiving a reception signal received via an antenna; A first filter that filters two adjacent bands from the received signal; a reception baseband unit that performs reception processing on the filtered reception signal for a channel corresponding to the reception channel; and the filtered reception The signal is carrier sensed for a channel corresponding to the carrier sense channel. A carrier sense unit that performs processing, a transmission baseband unit that converts transmission data into a transmission signal, a second filter that filters the transmission signal in band units, and transmission that transmits the transmission signal via an antenna And a judging means for judging whether or not an elapsed time from the setting operation of the first setting means is equivalent to one time slot, the receiving channel and the carrier sense channel in the same time slot Are simultaneously set, the first setting means uses, as a reception channel, a first band that is one of the first band pairs composed of two adjacent bands of the plurality of bands. , A second band, which is the other band of the first band pair, is set as a carrier sense channel, and the second setting means includes: If the determination unit determines that the elapsed time is one time slot, the first setting unit sets the first center frequency to the previous time slot. A band used as a carrier sense channel is set as a transmission channel, and the carrier sense unit performs carrier sense in a time slot immediately before a time slot in which a transmission operation is performed. When it is determined that a part of the frequency of the sense channel is used, transmission in the next time slot is not performed at the frequency determined to be used .
本発明の無線通信装置によれば、ハードウェア規模を必要最小限に止めつつ、十分なキャリアセンス性能を維持し、送信効率を上げることができる。 According to the wireless communication apparatus of the present invention, it is possible to maintain sufficient carrier sense performance and increase transmission efficiency while keeping the hardware scale to a necessary minimum.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る無線通信装置について詳細に説明する。
まず、本実施形態の無線通信装置の概略を説明する。
本実施形態の無線通信装置は、複数のバンドをタイムスロットに分割し、キャリアセンスと送信とを交互に行う。隣接するバンドでは、送信のタイミングをずらす。具体的には、送信を行う前にキャリアセンスを必ず行う。無線通信装置は、送信は1バンドで行い、受信とキャリアセンスとは隣接する2バンドを1つの受信機で同時に行うことができる。本実施形態の無線通信装置は、送信前に必ず十分な期間のキャリアセンスを行っているにもかかわらず、送信機も受信機もほぼ常時使用することができるので送信効率が上がり、なおかつ、送信機、受信機ともに1つずつであるのでハードウェア規模が最小になる。また、送受信帯域幅は必要最小限の帯域幅とすることができる。
Hereinafter, a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, an outline of the wireless communication apparatus of this embodiment will be described.
The wireless communication apparatus according to the present embodiment divides a plurality of bands into time slots, and alternately performs carrier sense and transmission. The transmission timing is shifted in adjacent bands. Specifically, carrier sense is always performed before transmission. In the wireless communication apparatus, transmission is performed in one band, and reception and carrier sense can be performed simultaneously in two adjacent bands by one receiver. Although the wireless communication apparatus of this embodiment always performs carrier sense for a sufficient period before transmission, both the transmitter and the receiver can be used almost always, so that the transmission efficiency is improved and the transmission is performed. Since there is only one receiver and one receiver, the hardware scale is minimized. Further, the transmission / reception bandwidth can be set to the minimum necessary bandwidth.
以下の図面においては、本実施形態の無線通信装置の動作に直接関連する部分を示し、無線通信システム、無線通信装置として必須であっても本実施形態での動作の本質に直接関連しない部分については図示、説明とも省略している。 In the following drawings, portions directly related to the operation of the wireless communication device of the present embodiment are shown, and portions that are essential as a wireless communication system and a wireless communication device are not directly related to the essence of the operation of the present embodiment. Are omitted in the drawing and description.
次に、本実施形態の無線通信装置の無線部について図1を参照して説明する。
本実施形態の無線通信装置の無線部101は、送信ベースバンド部102、LPF(low-pass filter)103、周波数変換部104、PA(power amplifier)105、送信アンテナ106、受信部107、LPF108、周波数変換部109、LNA(low noise amplifier)110、受信アンテナ111、制御部112、受信ベースバンド部113、キャリアセンス部114、ローカル信号生成部115、データベース116を備えている。
Next, the wireless unit of the wireless communication apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
The wireless unit 101 of the wireless communication apparatus according to the present embodiment includes a transmission baseband unit 102, an LPF (low-pass filter) 103, a frequency conversion unit 104, a PA (power amplifier) 105, a transmission antenna 106, a reception unit 107, an LPF 108, A frequency conversion unit 109, an LNA (low noise amplifier) 110, a reception antenna 111, a
送信ベースバンド部102は、送信のために入力されたデータを、所望のスペクトルのベースバンド無線信号に変換する。 The transmission baseband unit 102 converts data input for transmission into a baseband radio signal having a desired spectrum.
LPF103は、送信ベースバンド部102から出力された信号から、帯域外のスプリアスを除去する。LPF103の帯域幅はおおよそバンド1つ分(図3Aのバンド周波数幅B)である。
The
周波数変換部104は、LPF103を通過した信号を、無線周波数に変換する。周波数変換部104の詳細は示さないが、この中にはミキサのみでなく適宜、利得調整部、フィルター、場合によっては中間周波を間に挟む2段階の周波数変換を行う構成が含まれる。無線通信装置の詳細構成は本実施形態の重要なポイントではないため、これ以上の詳細な記述は省略する。
The frequency converter 104 converts the signal that has passed through the
PA105は、無線周波数に変換された信号を増幅する。PA105で増幅された信号は、送信アンテナ106によって放射される。
The
LNA110は、受信アンテナ111で受信された信号を増幅する。
周波数変換部109は、LNA110で増幅された信号をベースバンド信号に変換する。周波数変換部109は、周波数変換部104と同様に種々のブロックを含む可能性があるが詳細は省略する。ベースバンド信号に変換された受信信号の帯域幅はバンド2つ分、すなわちバンドペア1つ分の2Bである。
The LNA 110 amplifies the signal received by the receiving antenna 111.
The frequency conversion unit 109 converts the signal amplified by the
LPF108は、周波数変換部109が出力する信号から、受信帯域外信号を除去する。
受信部107は、入力された信号についてキャリアセンス処理及び受信処理を行う。
The LPF 108 removes a signal outside the reception band from the signal output from the frequency conversion unit 109.
The receiving unit 107 performs carrier sense processing and reception processing on the input signal.
制御部112は、送信する周波数とその利用状況を把握し、利用状況に応じて送信周波数、送信の遂行・中止を制御する。
The
以降の動作については、まず、本実施形態の無線通信装置が利用するバンドの構成およびその利用方法の概略について図3A、図3B、図4、図7A、図7Bおよび図7Cを参照して説明した後に説明する。 Regarding the subsequent operations, first, the configuration of the band used by the wireless communication apparatus of the present embodiment and the outline of the usage method will be described with reference to FIGS. 3A, 3B, 4, 7A, 7B, and 7C. I will explain it later.
図3Aでは横軸は周波数である。本願の無線通信端末が属する無線通信システムが利用可能な周波数範囲を複数のバンドに分割している。図3Aの例では、幅Bのバンド18個B11,B21〜B29に分割している。1バンドの幅Bは例えば500MHzである。これらのバンドは互いに隣り合うバンド同士でバンドペアBP1〜BP17を形成している。各々のバンドは、基本的には、低周波側の隣接バンドとのバンドペア、高周波側の隣接バンドとのバンドペアの2つに含まれる。例外は周波数範囲の端にあるバンドで、このバンドは1つのバンドペアにしか含まれない。図3Aにおいては、各々のバンドは1つおきに異なるバンドグループB1あるいはバンドグループB2に属している。異なるバンドグループのバンドはタイムスロットの使用法が若干異なっている。 In FIG. 3A, the horizontal axis is frequency. The frequency range that can be used by the wireless communication system to which the wireless communication terminal of the present application belongs is divided into a plurality of bands. In the example of FIG. 3A, it is divided into 18 bands B1 1 , B2 1 to B2 9 of width B. The width B of one band is, for example, 500 MHz. These bands form band pairs BP1 to BP17 between adjacent bands. Each band is basically included in two pairs: a band pair with an adjacent band on the low frequency side and a band pair with an adjacent band on the high frequency side. An exception is the band at the end of the frequency range, which is included in only one band pair. In FIG. 3A, every other band belongs to a different band group B1 or band group B2. Bands in different band groups have slightly different time slot usage.
図3Bは各バンドのタイムスロットの使用法の一例を示す。各バンドは時間方向にタイムスロットに分割されている。1タイムスロットは例えば20μsである。全てのバンドのタイムスロットの境界は同期している。また、図3Bの例では、それぞれのバンドはキャリアセンス用タイムスロットと送信可能なタイムスロットが交互に割り当てられており、送信を行う直前に必ずそのバンドでキャリアセンスを行うようになっている。異なるバンドグループに属するバンドは送信可能なタイムスロットのタイミングが互いにずれている。したがって、いずれのバンドペアでも、それに含まれる2つのバンドのうち、どのタイムスロットでもどちらか一方がキャリアセンス用タイムスロットであり、他方が送受信可能なタイムスロットとなっている。 FIG. 3B shows an example of how to use the time slot of each band. Each band is divided into time slots in the time direction. One time slot is, for example, 20 μs. All band time slot boundaries are synchronized. In the example of FIG. 3B, carrier sense time slots and transmittable time slots are alternately assigned to each band, and carrier sense is always performed in that band immediately before transmission. Bands belonging to different band groups have different timings of transmittable time slots. Accordingly, in any band pair, one of the two bands included therein is one of the time slots for carrier sense and the other is a time slot capable of transmitting and receiving.
タイムスロットは複数(図3Bでは16個)で1フレームを形成している。このタイムスロット割り当ては、同じ規格の無線通信装置で、互いに電波が届く範囲の無線通信装置で同期して使用される。電波が届く範囲にある全ての無線通信装置は同期している。したがって、電波が届く範囲では、図1の制御部112は、キャリアセンス用タイムスロットでは全ての無線通信装置が送信を行わないように制御する。
A plurality of time slots (16 in FIG. 3B) form one frame. This time slot allocation is used in synchronism with radio communication apparatuses of the same standard and in a radio communication apparatus within a range where radio waves can reach each other. All wireless communication devices within the reach of radio waves are synchronized. Therefore, in the range in which radio waves reach, the
図4は、本実施形態の無線通信装置が受信、キャリアセンス、送信を行う場合のバンドおよびタイムスロットの使用方法の一例である。
各無線通信装置は、それぞれデータを送信するバンドおよびタイムスロットとデータを受信するバンドおよびタイムスロットを有する。あるバンドのあるタイムスロットで送信を行う場合は、その前のタイムスロットでは必ずキャリアセンスを行う。無線通信装置はキャリアセンス専用の受信機は持たず、データ用の受信機の帯域幅を拡張することで対応する。すなわち、送信はバンド単位(帯域幅B)で行うが受信はバンドペア単位(帯域幅2B)で行う。送信バンドで送信するタイムスロットの前のタイムスロットでキャリアセンスを行うので、タイムスロットを有効に利用しようとする場合、キャリアセンスを行うタイムスロットで、そのバンドとバンドペアを形成しているもう1つのバンドで受信を行う。
FIG. 4 is an example of how to use bands and time slots when the wireless communication apparatus of this embodiment performs reception, carrier sense, and transmission.
Each wireless communication device has a band and time slot for transmitting data and a band and time slot for receiving data, respectively. When transmission is performed in a certain time slot of a certain band, carrier sense is always performed in the previous time slot. The wireless communication device does not have a carrier sense dedicated receiver, and copes with it by extending the bandwidth of the data receiver. That is, transmission is performed in band units (bandwidth B), but reception is performed in band pair units (
当然であるが、タイムスロットをフル活用しようとするならば、その無線通信装置に対して送信してくる他の無線通信装置には、自無線通信装置がどのバンドおよびタイムスロットで受信動作ができるかを予め通知しておく必要がある。すなわち、無線通信装置は、タイムスロットを予約に基づいて予め決定する。本実施形態では、相手無線通信装置との通信確立のためのプロトコルは規定しないが、例えば、専用の制御チャンネル、ISMバンド等で予め、どのバンド、どのタイムスロットで通信を行う等を設定しておく。 Of course, if the time slot is to be fully utilized, the other wireless communication device that transmits to the wireless communication device can receive in which band and time slot the own wireless communication device can receive. It is necessary to notify in advance. That is, the wireless communication apparatus determines a time slot in advance based on the reservation. In this embodiment, a protocol for establishing communication with the counterpart wireless communication device is not specified, but for example, by setting which band and in which time slot to communicate in advance by using a dedicated control channel, ISM band, etc. deep.
図4の例では、無線通信装置は、バンドB11,B21からなるバンドペアBP1と、バンドB22,B13からなるバンドペアBP4とを使用する。図3AからわかるようにBP1とBP4はやや周波数が離れている。すなわち、どちらかのバンドペアで受信・キャリアセンスを行っているタイムスロットでは、自無線通信装置が送信するとしても、そこから離れたバンドペアで送信を行うようになっている。送信を行うバンドペアの周波数と、受信・キャリアセンスを行うバンドペアの周波数とが離れているほど、送信信号が受信に回り込むことが少なくなり、良好なキャリアセンスを行うことができる。 In the example of FIG. 4, the wireless communication apparatus uses a band pair BP1 composed of bands B1 1 and B2 1 and a band pair BP4 composed of bands B2 2 and B1 3 . As can be seen from FIG. 3A, BP1 and BP4 are slightly separated in frequency. That is, in a time slot in which reception / carrier sense is performed in either band pair, even if the own wireless communication apparatus transmits, transmission is performed in a band pair that is distant therefrom. As the frequency of the band pair that performs transmission and the frequency of the band pair that performs reception and carrier sense are farther from each other, the transmission signal is less likely to enter the reception, and good carrier sense can be performed.
本実施形態では、一方のバンドペアで送信を行っているときには、そのバンドペア内では受信もキャリアセンスも行わないため、受信機が空くことになる。その空き時間を利用して他のバンドペアでの受信・キャリアセンスを行えば送受信機を効率よく使用することができ、伝送レートが向上する。また、送信、受信を間断なく行えるため、QoSの保障が可能である。 In the present embodiment, when transmission is performed in one band pair, neither reception nor carrier sense is performed in the band pair, so that the receiver is vacant. If reception and carrier sense in other band pairs are performed using the idle time, the transceiver can be used efficiently, and the transmission rate is improved. Further, since transmission and reception can be performed without interruption, QoS can be guaranteed.
しかし、図4に示した例では、2つのバンドペアを同時に使用しているが、もちろん、一方のバンドペアのみでもかまわない。伝送レート的に1つのバンドペアを送受時分割で使用すればよいのであれば、1つだけ利用する形をとってもよい。1つのバンドペアのみを使用する場合については後に図6を参照して説明する。 However, in the example shown in FIG. 4, two band pairs are used at the same time, but of course, only one band pair may be used. If only one band pair needs to be used in transmission / reception time division in terms of transmission rate, only one band pair may be used. The case where only one band pair is used will be described later with reference to FIG.
図4の無線通信装置は、フレームの最初のタイムスロットS1で、バンドB11で受信し、同時に同じバンドペアのバンドB21でキャリアセンスを行う。同時にバンドペアBP4のうち、B13で送信を行う。次のタイムスロットS2では、S1でキャリアセンスを行ったバンドB21で、キャリアセンスの結果送信できることが判明したならば送信を行う。したがって、タイムスロットS2において、このバンドペアBP1では受信またはキャリアセンスは行わず、BP4のB22で受信、B13でキャリアセンスを行う。 Wireless communication device of FIG. 4 is a first time slot S1 of the frame, it received at the band B1 1, carrier sensing at the same time on the band B2 1 of the same band pair. At the same time out of the band pair BP4, transmit at B1 3. In the next time slot S2, the carrier sense in band B2 1 made in S1, to transmit if it can result transmission carrier sense has been found. Thus, at time slot S2, without performing the band pair received or carrier sense in BP1, the reception at B2 2 of BP4, carrier sensing in B1 3.
図4のタイムスロットS1からS6まではこのような動作を繰り返す。もちろん、フレームの最後までこのように繰り返してもよい。本実施形態の特徴は、タイムスロットS1からS6までのように送信、受信、キャリアセンスを効率良く詰めたときにも最もよく発揮される。すなわち、送信前に必ず一定のキャリアセンス期間を取っているにもかかわらず、送信機も受信機もほぼ常時使用されているので通信効率が最もよくなる。さらに、送信機、受信機ともに1つずつであるので、ハードウェア規模を必要最小限に止めることができる。また、送信機、受信機の帯域幅はそれぞれ必要最小限の帯域幅で済み、最も効率的に利用した場合、各々の帯域幅がフル活用される。 Such an operation is repeated from time slots S1 to S6 in FIG. Of course, this may be repeated until the end of the frame. The features of this embodiment are best exhibited when transmission, reception, and carrier sense are efficiently packed as in time slots S1 to S6. That is, the transmission efficiency is the best because the transmitter and the receiver are almost always used even though a certain carrier sense period is always taken before transmission. Furthermore, since one transmitter and one receiver are provided, the hardware scale can be minimized. Further, the bandwidths of the transmitter and the receiver need only be the minimum necessary bandwidths, and each bandwidth is fully utilized when it is used most efficiently.
しかし、もちろん、図4のタイムスロットS7以下のように、全てのタイムスロットのうちのいくつかを使用しない利用法でもよい。図4の例では、S7は使用せず、S8〜S11ではB11でキャリアセンスと送信とを2回繰り返し、その合間にB22でキャリアセンスと送信とを1回行っている。S8では、B21では受信を行っていないが、受信部107としてはバンドペアをまとめて受信する。他の部分でも必ずしもキャリアセンスと受信が同じタイムスロットで行われていない部分があるが、受信部107としてはバンドペア単位で受信する。 However, as a matter of course, a usage method that does not use some of all the time slots may be used, such as the time slot S7 and the following in FIG. In the example of FIG. 4, S7 does not use, repeatedly and carrier sense transmission and twice with S8~S11 in B1 1, is performed once a carrier sense transmission and in B2 2 in between them. In S8, is not subjected to reception at B2 1, receives collectively band pairs as receiver 107. In other portions, there is a portion where carrier sense and reception are not necessarily performed in the same time slot, but the reception unit 107 receives in band pair units.
次に、具体例を示して、本実施形態の無線通信装置が利用する周波数帯域について図7A、図7B、図7Cを参照して説明する。
図7Aは、種々のライセンスシステムが周波数を利用していることを示している。本実施形態の無線通信装置は、コグニティブ無線システムの無線通信装置であるので、周波数の時間的場所的隙間を検出して利用する。したがって、バンドを利用するといっても、そのバンドを占有的に利用できるわけではない。図7Aに本実施形態のバンドプラン(図3A)を重ねると図7Bのようになる。それぞれのバンドの中は、例えば図7Cのように既ライセンスシステムの送信の合間をぬって送信する。もちろん、合間の全てを利用する必要はなく、図7Cの下に示したようにその一部のみを利用してもよい。
Next, the frequency band used by the wireless communication apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. 7A, 7B, and 7C with specific examples.
FIG. 7A shows that various license systems use frequency. Since the wireless communication apparatus according to the present embodiment is a wireless communication apparatus of a cognitive wireless system, it detects and uses a frequency temporal and spatial gap. Therefore, even if a band is used, the band cannot be used exclusively. When the band plan (FIG. 3A) of this embodiment is superimposed on FIG. 7A, the result is as shown in FIG. 7B. In each band, for example, as shown in FIG. Of course, it is not necessary to use all of the intervals, and only a part thereof may be used as shown in the lower part of FIG. 7C.
図7Cにおいて本実施形態の無線通信装置が利用する帯域として示した周波数は、そもそも他のシステムにライセンスされている帯域である。したがって、その周波数をライセンスされているシステムの無線通信装置はその周波数での優先権を持つ。本実施形態のコグニティブ無線システムの無線通信装置は、ライセンス無線通信装置が送信を開始したら、その周波数を明け渡す必要がある。本実施形態のキャリアセンス用タイムスロットは、時間の約半分を占めるほど量が多いが、これは、ライセンス無線通信装置が送信を開始したかどうかを高い確度で検出するためにある。 In FIG. 7C, the frequency shown as the band used by the wireless communication apparatus of this embodiment is a band licensed to other systems in the first place. Therefore, the wireless communication device of the system licensed for that frequency has priority over that frequency. The wireless communication device of the cognitive wireless system according to the present embodiment needs to yield the frequency when the license wireless communication device starts transmission. The carrier sense time slot of this embodiment is so large that it occupies about half of the time, but this is to detect with high accuracy whether or not the licensed wireless communication apparatus has started transmission.
本実施形態の無線通信装置は、送信するバンドで送信するタイムスロットの前のタイムスロットでまずキャリアセンスをし、自無線通信装置が使用しようとしている周波数に送信が無いかどうかを確認する。本実施形態のシステムでは、電波の届く範囲で無線通信装置がタイムスロット同期をしており、キャリアセンス用タイムスロットの割り当ても同期しているので、キャリアセンス用タイムスロットで、ある周波数が利用されていれば、それは少なくとも本実施形態のコグニティブ無線通信装置のものではないことがわかる。キャリアセンス用タイムスロットで発見される、利用されている周波数は、もちろん雑音や他の規格のコグニティブ無線通信装置のものである可能性は否定できないが、ライセンス無線通信装置のものである可能性が高い。 The radio communication apparatus according to the present embodiment first performs carrier sense in a time slot before a time slot to be transmitted in a transmission band, and confirms whether there is no transmission at a frequency that the own radio communication apparatus intends to use. In the system of the present embodiment, the wireless communication device is synchronized with the time slot within the reach of the radio wave, and the allocation of the carrier sense time slot is also synchronized. Therefore, a certain frequency is used in the carrier sense time slot. If it is, it is understood that it is not at least that of the cognitive radio communication apparatus of the present embodiment. Of course, it is undeniable that the frequency used and found in the carrier sense time slot is that of a noise or other standard cognitive radio communication device, but it may be that of a licensed radio communication device. high.
したがって、本実施形態の無線通信装置は、送信の直前にキャリアセンス用タイムスロットでキャリアセンスし、キャリアセンス用タイムスロットで使用されていた周波数は次の送信タイムスロットでは利用しない。もちろん、タイムスロット全体の送信を中止する必要は無く、使用されていた周波数または、その周波数を含むその周りの帯域のみ送信を中止すればよい。このようにすることによって、コグニティブ無線通信装置の重要な要素である、既ライセンスシステムの送信を邪魔しないという性能が満足される。 Therefore, the radio communication apparatus according to the present embodiment performs carrier sense in the carrier sense time slot immediately before transmission, and the frequency used in the carrier sense time slot is not used in the next transmission time slot. Of course, there is no need to stop transmission of the entire time slot, and it is only necessary to stop transmission of the used frequency or the surrounding band including the frequency. By doing so, the performance of not disturbing the transmission of the already-licensed system, which is an important element of the cognitive radio communication apparatus, is satisfied.
また、本実施形態では、十分長い時間、タイムスロットと同じだけの時間を用いてキャリアセンスを行う。この時間を利用することによって、キャリアセンスを高い確度で行うことができるので、ライセンス無線通信装置を確実に検出して、その送信を妨害しないようにすることができる。 In the present embodiment, carrier sensing is performed using a sufficiently long time as much as the time slot. By using this time, carrier sense can be performed with high accuracy, so that the licensed wireless communication device can be reliably detected and the transmission thereof can be prevented.
このようなバンド構成および利用法を実現するために、図1に示した形態の受信部107は、バンドペアをまとめて受信する。受信部107は、入力した信号を2分岐し、キャリアセンス部114および受信ベースバンド部113に出力する。通常は、キャリアセンスと受信とを同時に行う。しかし、受信部107は、タイムスロットの利用法によっては、受信をしなくてもキャリアセンスを行ったり、キャリアセンスをせず受信だけを行ったりする。この場合にも、受信部107はバンドペアをまとめて受信する。受信部107は、受信ベースバンド部113とキャリアセンス部114とを含む。なお、2分岐する際、単純に信号を2分岐してもよいし、周波数帯、すなわち、バンド単位で分岐するようにしてもよい。また、受信ベースバンド部113の構成によっては、信号をデジタル的に処理する場合もあるが、この場合、アナログ−デジタル変換器(analog-to-digital converter)が、設計によって、受信ベースバンド部113の、信号を入力する手前、あるいは、それ以降の適切な部分に配置される。 In order to realize such a band configuration and usage, the receiving unit 107 having the configuration shown in FIG. 1 receives a band pair collectively. The receiving unit 107 divides the input signal into two and outputs it to the carrier sense unit 114 and the reception baseband unit 113. Usually, carrier sense and reception are performed simultaneously. However, depending on how the time slot is used, the receiving unit 107 performs carrier sensing without performing reception, or performs only reception without performing carrier sensing. Also in this case, the receiving unit 107 receives the band pairs together. Reception unit 107 includes a reception baseband unit 113 and a carrier sense unit 114. In addition, when bifurcating, the signal may be simply bifurcated, or may be branched in frequency bands, that is, in units of bands. Depending on the configuration of the reception baseband unit 113, the signal may be digitally processed. In this case, an analog-to-digital converter may be used depending on the design of the reception baseband unit 113. It is arranged in an appropriate part before or after inputting the signal.
受信ベースバンド部113は、そのタイムスロットでデータを受信するバンドがある場合には、そのバンドで送信されてきたデータ信号を復調し、出力する。もし、復調時に受信パワーが十分あるにもかかわらず、復調ができないなど送信信号以外の干渉波が重なってきた可能性がある場合は、受信中にその周波数で送信優先権を持つライセンス無線通信装置が突然送信を開始した可能性があるため、制御部112に通知する。
If there is a band for receiving data in the time slot, reception baseband section 113 demodulates and outputs the data signal transmitted in that band. If there is a possibility that interference waves other than transmission signals may overlap even though there is sufficient reception power at the time of demodulation, a licensed radio communication device having transmission priority at that frequency during reception Since the transmission may suddenly start, the
キャリアセンス部114は、制御部112から指示される、キャリアセンスを行うタイムスロットでは、キャリアセンスを行うバンドについてその利用状況を検出する。特に、そのバンド内で、その次のタイムスロットで自無線通信装置が送信を行おうとしている周波数に関して、ライセンス無線通信装置あるいは他の未知の無線通信装置による送信が無いかどうかを検出する。もし、送信が検出された場合には、検出されたこととその周波数とを制御部112に通知する。制御部112は通知を受けて、次のタイムスロットでのその周波数での送信を中止するよう送信ベースバンド部102を制御する。
The carrier sense unit 114 detects the usage status of the band for performing carrier sense in the time slot for performing carrier sense, which is instructed by the
制御部112は、このように、送信する周波数とその利用状況を把握し、利用状況に応じて送信周波数、送信の遂行・中止を制御する機能を有している。なお、キャリアセンスについては、キャリアセンスを行うタイムスロット以外(例えば、後の図4の空いているスロット)でも、バンドの利用状況の情報収集のために、制御部112がキャリアセンス部114に指示してキャリアセンスを行ってもよい。
As described above, the
ローカル信号生成部115は、送信ベースバンド信号を無線周波数に変換するために使用されるローカル信号、受信した信号をベースバンド信号に変換する際に使用されるローカル信号を生成する。バンドペアを1つのみ使用して、送受信は時分割で行う場合は、周波数変換部104と周波数変換部109に入力するローカル信号の周波数は一定である。しかし、図4のように2つのバンドペアを利用して、送受をタイムスロットごとに切り替えて行う場合は、送信のバンドペア、受信のバンドペアが切り替わるごとに周波数変換部104、周波数変換部109に入力するローカル信号を切り替える必要がある。ローカル信号生成部115の詳細については後に図2を参照して説明する。
The local
データベース116は、電波を利用するけれども電波を発信しない他システムの周波数など、キャリアセンスを行うまでもなく、予め利用が禁止されている周波数などを記憶しておく。また、場合によっては他周波数より干渉に弱く、利用頻度の特別な配慮が必要となる周波数も格納する。なお、データベース116は無線通信装置に備えず、他の無線端末装置またはネットワークで接続されたデータベース局が所有していてもよい。本実施形態の無線通信装置は、このデータベースにアクセスして内容を参照して制御部112が利用周波数を決定する基盤にしたり、キャリアセンス部114を制御したりする。
The
図1の構成は、基本的な機能を示した非常に単純な構成である。無線部の構成として同相(I)成分,直交位相(Q)成分をベースバンド部で個別に扱い、アナログ部で合成分離を行う構成も可能である。詳細は図示しないが、この場合、I成分、Q成分の2系統に分かれるため系統数が増加し、LPFの帯域幅は図1の半分になる。 The configuration of FIG. 1 is a very simple configuration showing basic functions. As a configuration of the wireless unit, an in-phase (I) component and a quadrature phase (Q) component may be individually handled in the baseband unit and combined and separated in the analog unit. Although details are not shown, in this case, since the system is divided into two systems of an I component and a Q component, the number of systems increases, and the bandwidth of the LPF becomes half that of FIG.
次に、図1のローカル信号生成部115の一例について図2を参照して説明する。
ローカル信号生成部115は、例えば図2に示すように周波数シンセサイザ201、分周逓倍器202、203、204、クロスバースイッチ(SW)205、周波数変換部206、スイッチ207を備えている。
Next, an example of the local
For example, as shown in FIG. 2, the local
周波数シンセサイザ201は、周波数リファレンスを入力して周波数リファレンスに同期した単一周波数信号を生成し、この生成した信号を3分岐して分周逓倍器202、203、204のそれぞれに出力する。周波数リファレンスの詳細はここでは述べないが、例えば、受信信号から抽出したクロック成分や、独立した水晶発振器出力などである。
The frequency synthesizer 201 receives a frequency reference, generates a single frequency signal synchronized with the frequency reference, branches the generated signal into three, and outputs it to each of the
分周逓倍器202、203は、無線信号をベースバンド信号に変換する際に利用するローカル信号を生成する。図4の例の場合は、BP1をベースバンドに変換する周波数信号が分周逓倍器202で生成され、BP4をベースバンドに変換する周波数信号が分周逓倍器203で生成される。さらに、分周逓倍器202、203出力は、ベースバンド信号を無線信号に変換する際利用するローカル信号の生成にも利用される。
すなわち、クロスバースイッチ205には、分周逓倍器202、203の2つの出力信号を入力して、送信と受信とでバンドペアが切り替えられるタイミングで2つの出力信号を切り替える。クロスバースイッチ205の一方の出力は、周波数変換部206とスイッチ207とに出力される。クロスバースイッチ205の他方の出力は、そのまま周波数変換部109に出力され、受信した信号をベースバンド信号に変換する際に使用される。
That is, the two output signals of the
分周逓倍器204は、周波数シンセサイザ201の出力を、バンドペア中のバンドを切り替えるのに必要な周波数差に変換する。分周逓倍器204は、例えば、バンドの周波数幅がBならばバンドペアの周波数幅2Bに対応する周波数を生成する。
The
周波数変換部206は、分周逓倍器204の出力と、クロスバースイッチ205の2分岐された出力の一方と、を混合して、これらの出力の差周波または和周波を生成する。周波数変換部206が、差周波を生成するか和周波を生成するかは設計によって異なる。
The frequency conversion unit 206 mixes the output of the frequency divider /
スイッチ207は、周波数変換部206の出力と、クロスバースイッチ205の一方の2分岐された出力の他方を入力する。スイッチ207は、バンドペアのうち、送信に利用するバンドが高周波側にあるか低周波側にあるかが切り替わるたびに、周波数変換部104に渡す出力として、周波数変換部206の出力またはクロスバースイッチ205の出力のいずれかに切替える。スイッチ207の出力は周波数変換部104に入力され、送信ベースバンド信号を無線周波数に変換するために使用される。 The switch 207 inputs the output of the frequency converter 206 and the other one of the two branched outputs of the crossbar switch 205. The switch 207 outputs the output of the frequency converter 206 or the crossbar switch as an output to be passed to the frequency converter 104 every time the band pair used for transmission is switched to the high frequency side or the low frequency side. Switch to any of 205 outputs. The output of the switch 207 is input to the frequency converter 104 and used to convert the transmission baseband signal to a radio frequency.
次に、本実施形態の無線通信装置が2つのバンドペアを使用して通信を行う場合の無線通信装置の動作の一例についてフローチャート図5を参照して説明する。ここでは、一例としてバンドペアBP1とBP4とを使用する場合について説明する。この動作は図4のタイムスロットS1〜S6までが対応する。
制御部112が、受信チャンネルをB11に設定し、キャリアセンスチャンネルをB21に設定し、送信チャンネルをB13に設定する(ステップS501)。制御部112は、バンドペアBP1(B11+B21)をベースバンド信号に変換するように周波数変換部109の変換周波数を設定する(ステップS502)。さらに、制御部112が、周波数変換部104の出力中心周波数をB13の中心周波数に設定する(ステップS502)。制御部112がタイマ(図示せず)をリセットする(ステップS503)。
Next, an example of the operation of the wireless communication apparatus when the wireless communication apparatus of the present embodiment performs communication using two band pairs will be described with reference to a flowchart of FIG. Here, the case where band pair BP1 and BP4 are used as an example is demonstrated. This operation corresponds to the time slots S1 to S6 in FIG.
受信ベースバンド部113が受信チャンネルB11で受信処理を行い、キャリアセンス部114がキャリアセンスチャンネルB21でキャリアセンスを行い、送信ベースバンド部102が送信チャンネルB13で送信処理を行う(ステップS504)。 Reception baseband section 113 performs reception processing in receiving channel B1 1, the carrier sense unit 114 senses carriers with carrier sensing channel B2 1, transmission baseband section 102 performs transmission processing in the transmission channel B1 3 (step S504 ).
制御部112が、上位レイヤ(図示せず)から終了の割込命令があるかないかを判定し、終了の割込命令があった場合には通信を終了し、終了の割込命令が無かった場合にはステップS506に進む(ステップS505)。制御部112が、ステップS503でリセットされたタイマが、1タイムスロット分経過したことを示しているかを判定して、1タイムスロット分経過している場合にはステップS507へ進み、1タイムスロット分経過していない場合にはステップS504へ戻る(ステップS506)。1タイムスロット分経過した場合には、制御部112が、ステップS501で設定した受信チャンネル、キャリアセンスチャンネル、送信チャンネルの設定をクリアする(ステップS507)。
The
制御部112が、新たに、次のタイムスロット用に、受信チャンネルをB22に設定し、キャリアセンスチャンネルをB13に設定し、送信チャンネルをB21に設定する(ステップS508)。制御部112が、バンドペアBP4(B22+B13)をベースバンド信号に変換するように周波数変換部109の変換周波数を設定する(ステップS509)。さらに、制御部112が、周波数変換部104の出力中心周波数をB21の中心周波数に設定する(ステップS509)。制御部112がタイマをリセットする(ステップS510)。
受信ベースバンド部113が受信チャンネルB22で受信処理を行い、キャリアセンス部114がキャリアセンスチャンネルB13でキャリアセンスを行い、送信ベースバンド部102が送信チャンネルB21で送信処理を行う(ステップS511)。 Reception baseband section 113 performs reception processing in receiving channel B2 2, the carrier sense unit 114 senses carriers in carrier sense channel B1 3, the transmission baseband section 102 performs transmission processing in the transmission channel B2 1 (step S511 ).
制御部112が、上位レイヤから終了の割込命令があるかないかを判定し、終了の割込命令があった場合には通信を終了し、終了の割込命令が無かった場合にはステップS513に進む(ステップS512)。制御部112が、ステップS510でリセットされたタイマが、1タイムスロット分経過したことを示しているかを判定して、1タイムスロット分経過している場合にはステップS514へ進み、1タイムスロット分経過していない場合にはステップS511へ戻る(ステップS513)。1タイムスロット分経過している場合には、制御部112が、ステップS508で設定した受信チャンネル、キャリアセンスチャンネル、送信チャンネルの設定をクリアしてステップS501に戻る(ステップS514)。
The
次に、本実施形態の無線通信装置が1つのバンドペアを使用して通信を行う場合の無線通信装置の動作の一例について図6を参照して説明する。ここでは、一例としてバンドペアBP1のみを使用する場合について説明する。この動作は図4でバンドペアBP1のみのタイムスロットS1〜S6までが対応する。以下、既に説明したステップと同様なものは同一の番号を付してその説明を省略する。 Next, an example of the operation of the wireless communication device when the wireless communication device of the present embodiment performs communication using one band pair will be described with reference to FIG. Here, a case where only the band pair BP1 is used will be described as an example. This operation corresponds to time slots S1 to S6 of only the band pair BP1 in FIG. Hereinafter, the same steps as those already described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
制御部112が、受信チャンネルをB11に設定し、キャリアセンスチャンネルをB21に設定する(ステップS601)。制御部112が、バンドペアBP1(B11+B21)をベースバンド信号に変換するように周波数変換部109の変換周波数を設定する(ステップS602)。
受信ベースバンド部113が受信チャンネルB11で受信処理を行い、キャリアセンス部114がキャリアセンスチャンネルB21でキャリアセンスを行う(ステップS603)。
制御部112が、ステップS601で設定した受信チャンネル、キャリアセンスチャンネルの設定をクリアする(ステップS604)。制御部112が、送信チャンネルをB21に設定する(ステップS605)。制御部112が、周波数変換部104の出力中心周波数をB21の中心周波数に設定する(ステップS606)。
送信ベースバンド部102が送信チャンネルB21で送信処理を行う(ステップS607)。
制御部112が、ステップS605で設定した送信チャンネルの設定をクリアしてステップS601に戻る(ステップS608)。
The
Reception baseband section 113 performs reception processing in receiving channel B1 1, the carrier sense unit 114 is the carrier sense performs the carrier sense channel B2 1 (step S603).
The
Transmission baseband section 102 performs transmission processing in the transmission channel B2 1 (step S607).
The
次に、本実施形態のより詳細な構成・動作を説明する。
(タイムスロットの同期)
図3Bにおいて、タイムスロットおよびキャリアセンス用タイムスロットの時刻は電波の届く範囲の無線通信装置で同期する。同期の方法は、例えば、送信する全無線通信装置はタイムスロットの始めに既知の固定パターンを送信し、新たに送信を開始しようとする無線通信装置は、電波環境検出手順において、その固定パターンを検出して、タイムスロットの始めの時刻を検出し、同期する。タイムスロットがフレーム単位で括られている場合のフレーム同期も同様であり、フレームの始めにフレームの始めを示す固定パターンを送信する。
Next, a more detailed configuration / operation of this embodiment will be described.
(Time slot synchronization)
In FIG. 3B, the times of the time slot and the carrier sense time slot are synchronized by the wireless communication device within the reach of the radio wave. As a synchronization method, for example, all wireless communication devices to transmit transmit a known fixed pattern at the beginning of a time slot, and a wireless communication device to newly start transmission uses the fixed pattern in a radio wave environment detection procedure. Detect and detect the start time of the time slot and synchronize. The same applies to frame synchronization in the case where time slots are grouped in units of frames, and a fixed pattern indicating the beginning of the frame is transmitted at the beginning of the frame.
電波が届く範囲に他の無線通信装置がいない場合、すなわち、周波数範囲内において一定時間測定しても固定パターンが検出されない場合、その無線通信装置が送信を行いたいならば、独自のタイミングでタイムスロット、フレームを設定することになる。これに、他の無線通信装置が同調すると、そのタイミングで動作している位置的な範囲が広がっていく。このような場合、離れた位置で異なるタイミングで動作している無線通信装置の一群があり、その双方に電波が届く位置に新たな無線通信装置が動作を開始しようとすると、どちらに同期すべきか混乱し、また、どちらに同期したとしても同期しなかった方の一群に対しては、正しくないタイミングで動作することになる。どちらに同期するかは、例えば自無線通信装置が通信したい相手がいる方に同期する、あるいは、もし既に送信を行っている無線通信装置に通信したい相手がいない場合には、より電波の強い方に同期するなどすればよい。 If there is no other wireless communication device within the reach of the radio wave, that is, if a fixed pattern is not detected even after measurement for a certain time within the frequency range, if the wireless communication device wants to transmit, the time is at its own timing. Slots and frames are set. In addition, when other wireless communication devices are tuned, the positional range operating at that timing is expanded. In such a case, there is a group of wireless communication devices operating at different timings at different positions, and when a new wireless communication device starts operation at a position where radio waves reach both of them, which should be synchronized? The group of people who are confused and who do not synchronize either way will operate at incorrect timing. Which one to synchronize is, for example, synchronized with the person with whom the own wireless communication device wants to communicate, or if there is no other person with whom the wireless communication device is already transmitting Synchronize with.
同期した結果、同期しなかった方にずれたタイミングの電波が届いてしまう問題については、以下のように一定の手順を定めて解消するとよい。例えば、ある無線通信装置が通信中に、タイミングの異なる無線通信装置を検出したとする。このような状態が発生する理由は、主として3つである。 As a result of the synchronization, the problem that the radio wave with the shifted timing reaches the one that has not been synchronized may be solved by setting a certain procedure as follows. For example, it is assumed that a wireless communication device with different timing is detected while a certain wireless communication device is communicating. There are mainly three reasons why such a state occurs.
1つ目は上述のように、違うタイミングの群の間に挟まった無線通信装置がどちらかのタイミングを選択したために、他方の群にはタイミングが違って見える場合である。
2つ目は、送信を開始しようとする無線通信装置の電波が届く範囲には、送信動作中の他の無線通信装置はいないがその無線通信装置が通信を行う相手の無線通信装置の周辺には動作中の他無線通信装置があり、送信を開始しようとした無線通信装置が自分のタイミングで送信を開始したときにその相手無線通信装置が自分宛て送信のタイミングに同期して送信を返そうとすると、相手無線通信装置の近傍の他無線通信装置とタイミングがずれてしまう場合である。
最後は、受信感度や出力パワーの差により、ある無線通信装置が送信を開始する場合に、自無線通信装置のまわりには動作中の他無線通信装置がいないと判断したが、他無線通信装置の方はこれより受信感度が良く(あるいは自無線通信装置の送信パワーが他無線通信装置の送信パワーより大きいために)、他無線通信装置には自無線通信装置の電波が届いてしまう場合である。
As described above, the first case is when the wireless communication apparatus sandwiched between the groups having different timings selects one of the timings, and thus the other group appears to have different timings.
Second, there is no other wireless communication device that is performing transmission within the range of radio waves of the wireless communication device that is about to start transmission. There is another wireless communication device in operation, and when the wireless communication device that tried to start transmission starts transmission at its own timing, the counterpart wireless communication device will return transmission in synchronization with the transmission timing addressed to itself Then, it is a case where timing deviates from other wireless communication devices in the vicinity of the counterpart wireless communication device.
Finally, when a certain wireless communication device starts transmission due to a difference in reception sensitivity or output power, it is determined that there is no other wireless communication device in operation around the own wireless communication device. In this case, the reception sensitivity is better than this (or the transmission power of the own wireless communication device is larger than the transmission power of the other wireless communication device), and the radio waves of the own wireless communication device reach the other wireless communication device. is there.
2つ目の場合が最も単純であり、仮に送信開始時に通信帯域外の専用制御チャンネル等で予め通信パラメータの設定を行うのであれば、お互いの同期検出情報を予めやりとりすることで、最初からこのようなことが発生しないようにできる。すなわち、相手無線通信装置が検出している他無線通信装置のタイミングに同期させて、最初から通信を開始することが出来る。帯域外の専用チャンネルが無く、帯域内で最初のパラメータのやり取りを行う場合には、送信無線通信装置が独自のタイミングで送信を開始する際に、独自のタイミングで送信を開始したことをパラメータとして通知すれば、相手無線通信装置は、送信無線通信装置からの送信タイミングがずれていることを検出した段階で、送信無線通信装置にタイミングがずれていることと、正しいタイミングとを通知すればよい。この場合、相手無線通信装置は周囲の無線通信装置に同期したタイミングで送信することが望ましいので、送信無線通信装置の方は自送信に対する応答が自分のタイミングでは返ってこない事態を想定して種々の受信タイミングで受信できるようにするとよい。 The second case is the simplest. If communication parameters are set in advance using a dedicated control channel outside the communication band at the start of transmission, the synchronization detection information is exchanged in advance. This can be avoided. That is, communication can be started from the beginning in synchronization with the timing of the other wireless communication device detected by the counterpart wireless communication device. When there is no out-of-band dedicated channel and the first parameter is exchanged within the band, when the transmitting wireless communication device starts transmission at its own timing, the parameter is that transmission started at its own timing. If notified, the counterpart wireless communication device only needs to notify the transmitting wireless communication device that the timing is shifted and the correct timing when detecting that the transmission timing from the transmitting wireless communication device is shifted. . In this case, since it is desirable that the counterpart wireless communication device transmits at a timing synchronized with the surrounding wireless communication devices, the transmitting wireless communication device assumes various situations in which a response to its own transmission does not return at its own timing. It is good to be able to receive at the receiving timing.
1つ目の場合および最後の場合では、違うタイミングの送信を検出した無線通信装置がタイミングを変えるようにする。受信感度的に他無線通信装置の存在を検出できない無線通信装置に対して電波で正しいタイミングを通知することは難しいし、承知の上で違うタイミングを選択した無線通信装置に対してもタイミング変更を行わせることは難しいからである。実際、自無線通信装置が送信しようとしている周波数においてキャリアセンス用タイムスロットで他無線通信装置の送信を検出すれば、本実施形態の無線通信装置は次のスロットでの送信を止める。そこで、検出した信号がライセンス無線通信装置のものではなく、タイミングのずれた他無線通信装置からのものであると検出したならば、自無線通信装置は通信相手および同じネットワークに所属する他無線通信装置にタイミングを変更することを通知して、検出した方のタイミングに変更するとよい。これらの無線通信装置のタイミング変更は結果として、上述の1つ目の理由で違うタイミングを選択したことと同じになる。その結果、その周囲の電波が届く範囲の全ての無線通信装置に同じような動作を引き起こし、全ての電波が届く範囲の無線通信装置が同期する。なお、キャリアセンス用タイムスロットにおいて検出された信号がタイミングのずれた同一規格の他無線通信装置のものであるかどうかは、タイムスロット検出用の固定パターンの検出の有無、あるいは、受信内容から判断すればよい。 In the first case and the last case, the wireless communication device that has detected transmission at different timing changes the timing. It is difficult to notify the correct timing with radio waves to a wireless communication device that cannot detect the presence of other wireless communication devices due to reception sensitivity, and it is also possible to change the timing for a wireless communication device that has chosen a different timing with knowledge. Because it is difficult to do. Actually, if the transmission of the other wireless communication device is detected in the carrier sense time slot at the frequency to be transmitted by the own wireless communication device, the wireless communication device of the present embodiment stops the transmission in the next slot. Therefore, if it is detected that the detected signal is not from the licensed wireless communication apparatus but from another wireless communication apparatus with a shifted timing, the own wireless communication apparatus is connected to the communication partner and another wireless communication belonging to the same network. It is preferable to notify the device that the timing is changed and to change to the detected timing. As a result, the timing change of these wireless communication devices is the same as selecting a different timing for the first reason described above. As a result, the same operation is caused in all the wireless communication devices in the range where the surrounding radio waves reach, and the radio communication devices in the range where all the radio waves reach are synchronized. Whether the signal detected in the carrier sense time slot is that of another wireless communication device of the same standard with a shifted timing is determined based on whether or not a fixed pattern for detecting the time slot has been detected or the received content. do it.
なお、2つ目の理由と、1つ目、3つ目の理由が同時に発生する場合があり、動作が競合して互いにタイミングを変え合ってしまう場合がある。このような事態を避けるため、2つ目の理由に対する対応と、1つ目、3つ目の理由に対する対応の時定数を大きく変えておくとよい。望ましくは、2つ目の理由の場合は短い時間で、1つ目、3つ目はそれよりも長い時間でタイミングを変更するようにするとよい。 Note that the second reason, the first reason, and the third reason may occur at the same time, and the operations may compete to change the timing. In order to avoid such a situation, it is preferable to greatly change the time constant of the response to the second reason and the response to the first and third reasons. Desirably, the timing may be changed in a short time for the second reason, and in a longer time for the first and third.
(帯域割り当て)
次に、フレーム内のタイムスロット割り当てについて説明する。
まず、本実施形態の複数の無線通信装置が、上位レイヤ、例えばデータリンクレイヤ的に同一ネットワークに属する場合には、その無線通信装置間では、例えば帯域割り当てのための親無線通信装置を選出して、バンドやタイムスロット、バンド内周波数の割り当てを行えばよい。このようにすると少なくとも同じネットワークに所属する無線通信装置間では送信の衝突などが起こらない。割り当てられたタイムスロットは必要なだけ継続して利用し、不要になったら親無線通信装置に通知して、解放する。
(Bandwidth allocation)
Next, time slot allocation within a frame will be described.
First, when a plurality of wireless communication devices according to the present embodiment belong to the same network in an upper layer, for example, a data link layer, a parent wireless communication device for bandwidth allocation, for example, is selected between the wireless communication devices. Thus, band, time slot, and in-band frequency may be allocated. In this way, there is no transmission collision between wireless communication apparatuses belonging to at least the same network. The assigned time slot is continuously used as necessary, and when it becomes unnecessary, it is notified to the parent wireless communication device and released.
何かの理由で他のバンドに移動したい場合、あるいは、他の周波数を利用したい場合は、移動したいバンド、利用したい周波数を親無線通信装置に申告して割り当ててもらえばよい。親無線通信装置が全てのバンドの全てのタイムスロットのライセンス端末送信を含む電波利用状況を把握しているとは限らないので、各無線通信装置は自力で電波利用状況を検出した後、親無線通信装置に申告する。移動時に限らず最初の割り当て手順でも同様である。 When it is desired to move to another band for some reason, or when it is desired to use another frequency, the band to be moved and the frequency to be used may be reported to the parent wireless communication device and assigned. Since the parent wireless communication device does not always know the radio wave usage status including license terminal transmissions of all time slots of all bands, each radio communication device detects the radio wave usage status on its own, Report to the communication device. The same applies to the first assignment procedure, not only when moving.
したがって、親無線通信装置は、電波利用状況を全て把握した上で管理するのではなく、割り当てが衝突しないよう調節する役割を果たすものである。親無線通信装置がこのような簡略な機能しか持たないことを考慮すれば、本実施形態の無線通信装置によるネットワークが互いに電波が届かないような広域渡ることは望ましくなく、できれば、互いに電波が届く範囲程度でネットワークを形成することが望ましい。 Therefore, the parent wireless communication device does not manage after grasping all the radio wave use conditions, but plays a role of adjusting the allocation so as not to collide. Considering that the parent wireless communication device has only such a simple function, it is not desirable that the network by the wireless communication device of the present embodiment extends over a wide area where radio waves do not reach each other, and if possible, radio waves reach each other. It is desirable to form a network with a range.
なお、本実施形態におけるバンドの利用法は図7Cの下の図ようにバンドの一部の周波数のみを利用することができる。したがって、利用していない周波数を他の無線通信装置が利用することが可能である。したがって、同一バンド、同一タイムスロットを複数の無線端末装置に周波数分割ベースで割り当てることが可能である。このようなバンド内周波数分割を許容する形態を取る場合は、親無線通信装置は、割り当てを行うときに、バンド、タイムスロットのみでなく、バンド内の周波数まで割り当てを行うと良い。 Note that the band use method in the present embodiment can use only a part of the band frequencies as shown in the lower diagram of FIG. 7C. Therefore, it is possible for other wireless communication devices to use frequencies that are not used. Therefore, it is possible to assign the same band and the same time slot to a plurality of wireless terminal apparatuses on a frequency division basis. In the case of adopting a form that allows such in-band frequency division, the parent wireless communication apparatus may assign not only the band and time slot but also the in-band frequency when making the assignment.
(他ネットワーク無線通信装置間の衝突の減少)
また、本実施形態では、明確な割り当てを行わずに暗黙の了解をベースとして他の無線通信装置に対してタイムスロットの継続利用を主張することができるので、その方法を説明する。すなわち、同一ネットワークに属さない無線通信装置間でも、フレームを利用して互いに衝突が起こりにくくすることができる。
(Reduction of collisions between other network wireless communication devices)
Further, in this embodiment, it is possible to insist on the continuous use of the time slot to another wireless communication device based on the implicit understanding without performing clear assignment, and the method will be described. That is, even between wireless communication devices that do not belong to the same network, it is possible to make it difficult for collisions to occur using frames.
上述のように割り当てられて使用されている送信は、基本的にフレーム単位で繰り返される。したがって、あるフレームで使用されていなかったバンド、タイムスロット、さらにバンド内周波数は次のフレームでも使用されない可能性が高い。そこで、新たに送信を開始しようとする無線通信装置は、送信バンド、タイムスロット、周波数を決定する際、まず、自分が送信しようと思うバンド、タイムスロット、周波数で1フレーム分キャリアセンスを行い、他の無線通信装置で利用されていなかったところを利用して、次のフレームから送信を開始するとよい。この場合、偶然、他の無線通信装置がそこを利用することもある。このような衝突確率はSlotted Alohaの衝突確率と同様であり、電波の届く範囲が狭く、無線通信装置数があまり多くない場合にはさほど大きくない。したがって、1フレーム分を予めキャリアセンスすることによって、高い確率で他無線通信装置と重ならず送信を開始できる。 The transmissions assigned and used as described above are basically repeated in units of frames. Therefore, there is a high possibility that a band, a time slot, and an in-band frequency that have not been used in a certain frame are not used in the next frame. Therefore, when determining a transmission band, a time slot, and a frequency, a wireless communication apparatus that is about to start transmission first performs carrier sensing for one frame with the band, time slot, and frequency that it intends to transmit, It is preferable to start transmission from the next frame using a place that has not been used by other wireless communication apparatuses. In this case, another wireless communication apparatus may use it by chance. Such a collision probability is the same as the collision probability of Slotted Aloha, and is not so large when the range in which radio waves reach is narrow and the number of wireless communication devices is not very large. Therefore, by performing carrier sense for one frame in advance, transmission can be started with high probability without overlapping with other wireless communication devices.
(フレーム化しない形態)
以上の例ではタイムスロットはフレームにまとめられていたが、フレームは必須ではなく、タイムスロットがあればよい。フレームがない場合は、周期的に繰り返される単位でタイムスロットを予め割り当てることが難しくなるので、そのバンドを(キャリアセンス用タイムスロットは除いて)継続して利用するか、ランダムアクセスベースで利用するといった利用法になる。
(Non-framed form)
In the above example, the time slots are grouped into frames, but the frames are not essential and only need to have time slots. When there is no frame, it becomes difficult to pre-assign time slots in units that are repeated periodically, so that the band is used continuously (except for carrier sense time slots) or on a random access basis. It becomes the usage.
(キャリアセンス時間)
図3Bでは、各バンドでキャリアセンス用タイムスロットが1つおきに挿入されている。もし、いずれかのバンドのライセンスシステムが他より干渉に弱い場合には、そのバンドでは、例えばキャリアセンス用タイムスロット3つと送信可能なタイムスロット1を繰り返すような形にしてもよい。バンドの幅をどの程度に取るかによるが、バンドの幅がライセンスシステム1つ分の帯域幅程度であるならばそのようにするとよい。
(Career sense time)
In FIG. 3B, every other carrier sense time slot is inserted in each band. If the license system of any band is less susceptible to interference than the other, for example, three carrier sensing time slots and a transmittable time slot 1 may be repeated in that band. Depending on how wide the band is, it is better to do so if the band width is about the bandwidth of one license system.
もし、バンドの幅が平均的なライセンスシステム1つ分より十分に大きいのであれば、他より干渉に弱いライセンスシステムがある場合には、そのライセンスシステムの周波数についてのみ、送信を行わない期間を長く取る、すなわち、キャリアセンスを長くするとよい。ある送信可能なタイムスロットでも、特定の周波数だけ送信を行わないようにして、例えば、1つのタイムスロットで送信したら、キャリアセンス用タイムスロットも含めて3タイムスロット分送信を行わず、また次のタイムスロットは送信を行うなどである。同様に、特に干渉に弱いライセンスシステムや、あるいは、送信前にキャリアセンスを行うライセンスシステムの場合には、ある程度の空白期間がないとライセンス無線通信装置が送信を開始できなくなるので、時々、長い間隔で送信しない期間を設ける必要がある。その場合には、例えばフレーム単位で、その周波数については送信を行わないようにしてもよい。 If the band width is sufficiently larger than one average license system, and there is a license system that is less susceptible to interference than the other, the period during which no transmission is performed is increased only for the frequency of that license system. Take, that is, make the carrier sense longer. Even if a certain time slot can be transmitted, only a specific frequency is not transmitted. For example, if transmission is performed in one time slot, transmission is not performed for three time slots including the time slot for carrier sense. Time slots are used for transmission. Similarly, in the case of a license system that is particularly vulnerable to interference or a license system that performs carrier sense before transmission, the licensed wireless communication device cannot start transmission without a certain blank period, so sometimes a long interval is required. It is necessary to provide a period during which no data is transmitted. In that case, transmission may not be performed for the frequency in units of frames, for example.
各々の無線通信装置は、そのような特殊な周波数については予めその情報をデータとして保有しており、フレームに対してどのタイムスロットで送信を行えるか、停止するかについては既知であって、周囲の無線通信装置で同期するものである。 Each wireless communication device has information about such special frequencies in advance as data, and it is known in which time slot the frame can be transmitted and stopped. The wireless communication apparatus synchronizes.
このような実施形態を取る場合、図1のデータベース116は、スペクトルマスクのみでなく、干渉に弱い周波数帯を予め格納する。制御部112は、データベース116に格納されている周波数帯域に対してはキャリアセンスの時間を長くするようにキャリアセンス部114を制御する。スペクトルマスクの場合と同様に、データベース116は無線通信装置に備えず、他の無線端末装置またはネットワークで接続されたデータベース局が所有していてもよい。この場合、本実施形態の無線通信装置は、このデータベースにアクセスして内容を参照して制御部112がキャリアセンス部114を制御する。
In the case of taking such an embodiment, the
(バンドペア移動)
本実施形態の無線通信システムは、他のライセンスシステムの周波数を一時的に利用するシステムであるので、他のライセンス無線通信装置が通信を開始したら、その周波数は明け渡さなければならない。仮に1つのバンドペアのライセンスシステムの利用率が急に上昇して、本実施形態の無線通信装置の要求に答えられる程の帯域が確保できない場合、他のバンドペアに移動する必要がある。あるいは、あるバンドペアが他の規格の無線通信装置、例えばUWB無線通信装置などによる干渉パワーの増加によって利用に耐えられなくなった場合にも他のバンドペアに移動する必要がある。
(Band pair movement)
Since the wireless communication system according to the present embodiment is a system that temporarily uses the frequency of another license system, when the other licensed wireless communication apparatus starts communication, the frequency must be surrendered. If the usage rate of a license system for one band pair suddenly increases and a band sufficient to answer the request of the wireless communication apparatus of this embodiment cannot be secured, it is necessary to move to another band pair. Alternatively, when a certain band pair cannot be used due to an increase in interference power by a wireless communication apparatus of another standard, for example, a UWB wireless communication apparatus, it is necessary to move to another band pair.
図4のように2つのバンドペアを利用して通信を行っている場合には、上述のように2つのバンドペアはある程度、周波数が離れている。UWB無線通信装置が送信を開始したような場合でも、両方のバンドペアが同時に使用不能になる可能性は小さい。そこで、本実施形態では、そのような場合、使用できるバンドペアで一時的に送受時分割モードに移行する。すなわち、図4における2つのバンドペアのうち、使用できる方のバンドペアでのみ通信を行う。 When communication is performed using two band pairs as shown in FIG. 4, the frequencies of the two band pairs are separated to some extent as described above. Even when the UWB wireless communication apparatus starts transmission, it is unlikely that both band pairs are disabled at the same time. Therefore, in this embodiment, in such a case, the transmission / reception time division mode is temporarily shifted to a usable band pair. That is, communication is performed only with the band pair that can be used out of the two band pairs in FIG.
例えば、バンドペアBP1のみが通信を継続する場合、BP4で通信していた内容のうち、通信を継続する必要のあるものをバンドペアBP1に移せるだけ移す。このとき場合によっては、BP4から一時的に移動してくるトラフィックのために、BP1で通信していた内容のうち優先度の低い通信は一時的に停止またはレートを落とすこともある。1バンドペアでの送受時分割モードでは送信動作を行っている間、受信機が空いているので、BP1およびBP4に含まれるバンド以外からなるバンドペアに対してキャリアセンス動作を行う。この場合、主に送信可能なタイムスロットの利用状況を測定する。もちろん、ペアになっているキャリアセンス用タイムスロットのキャリアセンスも行ってもよい。しかし、この場合、新規の送信可能性を探すので、ライセンス無線通信装置の送信のみでなく、他の無線通信装置の送信も把握したい。送受信用タイムスロットはその双方の送信が含まれているのでこちらを主に検査する。フレーム構成となっている場合は、使用したいタイムスロットでそのバンドペアの利用状況を測定する。 For example, when only the band pair BP1 continues the communication, the content that is necessary to continue the communication among the contents communicated by the BP4 is moved to the band pair BP1. At this time, due to traffic temporarily moving from BP4, communication with low priority among the contents communicated by BP1 may be temporarily stopped or the rate may be reduced. In the transmission / reception time division mode in one band pair, since the receiver is vacant while performing the transmission operation, the carrier sense operation is performed on the band pairs other than the bands included in BP1 and BP4. In this case, the usage status of the time slot that can be transmitted is mainly measured. Of course, carrier sense of the paired carrier sense time slots may also be performed. However, in this case, since a new transmission possibility is searched, it is desired to grasp not only the transmission of the licensed wireless communication apparatus but also the transmission of another wireless communication apparatus. Since the transmission / reception time slot includes both transmissions, this is mainly inspected. When the frame configuration is used, the usage status of the band pair is measured at the time slot to be used.
次に、測定した結果、送信できるバンドおよびタイムスロットが発見された場合には、その帯域を通信したい相手に通知する。相手無線通信装置も同様に、相手無線通信装置が検出した結果を自無線通信装置に通知する。この時、相手無線通信装置と選択したバンドペアが異ならないように、予め測定するバンドペアを決めて通知しておくなどするとよい。 Next, when a band and a time slot that can be transmitted are found as a result of the measurement, the other party wishing to communicate is notified of the band. Similarly, the partner wireless communication device notifies the wireless communication device of the result detected by the partner wireless communication device. At this time, it is preferable to determine and notify the band pair to be measured in advance so that the selected band pair does not differ from the partner wireless communication apparatus.
図4からわかるように自無線通信装置が送信している間に、自無線通信装置の空いている受信機を利用して新たなバンドペアを探す場合、そのタイムスロットでは自無線通信装置は受信機が余っている状態なので、受信を割り当てることになる。したがって、自無線通信装置が検出した利用可能なバンドおよびタイムスロットは相手無線通信装置が送信に利用する。同様に、自無線通信装置は相手無線通信装置が利用可能として検出したバンドおよびタイムスロットで送信を行う。その際、当然であるが、詳細なバンドおよびタイムスロットの割り当てや各バンド内の周波数の利用の方法などはそのバンドペアでの通信を開始する前にお互いに連絡しておく。 As can be seen from FIG. 4, when a new band pair is searched for using a receiver that is not available in the self-radio communication device while the self-radio communication device is transmitting, the self-radio communication device receives in that time slot. Since the machine is in a surplus state, reception is assigned. Therefore, the available wireless communication device uses the available band and time slot detected by the own wireless communication device for transmission. Similarly, the own wireless communication device performs transmission in the band and time slot detected as usable by the counterpart wireless communication device. In this case, as a matter of course, detailed band and time slot assignments, frequency utilization methods within each band, and the like are communicated with each other before starting communication in the band pair.
このようにして2バンドペアでのモードに復帰したら、BP1に詰めていた送信を分散させ、また、帯域不足のために中止していた、あるいは、レートを下げていた送信を復帰させる。このように2バンドペアを組み合わせて利用することにより、一方のバンドペアが利用できなくなっても通信を継続することが可能となる。本実施形態の構成では、2バンドペアを組み合わせるといっても、送受信機が2倍の個数必要になるわけではなく、それぞれ1系統でよい。本実施形態の構成では、1系統の送受信を複数の帯域に分散させることができるので、通信の継続性が高くなり、QoSを保ち易くすることができる。 When the mode returns to the two-band pair mode in this way, the transmissions packed in BP1 are dispersed, and the transmissions that have been canceled due to insufficient bandwidth or the rate has been reduced are restored. By using the two band pairs in combination in this way, communication can be continued even if one of the band pairs cannot be used. In the configuration of the present embodiment, even if two-band pairs are combined, the number of transmitters / receivers is not twice that required, and one system is sufficient for each. In the configuration of the present embodiment, since one system transmission / reception can be distributed over a plurality of bands, the continuity of communication is increased and QoS can be easily maintained.
(タイムスロット長)
フレーム内のタイムスロット長は、同一ネットワークで同時に送信を行う可能性がある最大の無線通信装置数の平方根程度の数値にしておくとよい。例えば最大無線通信装置数が256の場合、その平方根は16である。256個の無線通信装置を16×16の行列に配置し、行ごとの16グループと列ごとの16グループに分割する。一方のバンドペアでは、行ごとのグループがそれぞれ1つのタイムスロットで送信し、他方のバンドペアでは列ごとのグループがそれぞれ1つのタイムスロットで送信を行うようにすると、全ての無線通信装置から全ての無線通信装置への送信が理論的には可能になる。(もちろん、それぞれのリンクのスループットは非常に小さい。)このようにすると、n:nの通信が可能になる。
(Time slot length)
The time slot length in the frame may be set to a value that is about the square root of the maximum number of wireless communication devices that may simultaneously transmit on the same network. For example, when the maximum number of wireless communication apparatuses is 256, the square root is 16. 256 wireless communication devices are arranged in a 16 × 16 matrix and divided into 16 groups for each row and 16 groups for each column. In one band pair, each group in each row transmits in one time slot, and in the other band pair, each group in each column transmits in one time slot. Is theoretically possible. (Of course, the throughput of each link is very small.) In this way, n: n communication becomes possible.
(禁止帯域を含む場合のバンドペア形成)
次に、図3Aに示したような周波数範囲の中にバンドが隙間無く配置されている場合と異なり、周波数範囲の途中に禁止帯域が入るような場合について図8を参照して説明する。
このような場合は、バンドペアの組み合わせは、禁止帯域で一旦切れる形となり、禁止帯域の両端のバンドは1つのバンドペアのみに含まれる。本実施形態ではバンドペア内の2つのバンドを同時に受信するため、途中が離れているバンドはシステム上では隣接していてもバンドペアを形成することはできない。
(Band pair formation when forbidden band is included)
Next, unlike the case where the bands are arranged without a gap in the frequency range as shown in FIG. 3A, a case where the forbidden band enters the middle of the frequency range will be described with reference to FIG.
In such a case, the combination of band pairs is temporarily cut at the forbidden band, and the bands at both ends of the forbidden band are included in only one band pair. In this embodiment, since two bands within a band pair are received simultaneously, a band pair cannot be formed even if bands that are separated in the middle are adjacent on the system.
以上に示した実施形態によれば、送信前に必ず十分な期間のキャリアセンスを行っているにもかかわらず、送信機も受信機もほぼ常時使用することができるので送信効率が上がり、なおかつ、送信機、受信機ともに1つずつであるのでハードウェア規模が最小になる。また、その帯域幅は送受信帯域幅それぞれ対応した必要最小限の帯域幅とすることができる。さらに、送信機と受信機が同時に使用されていてもその周波数は常に離れているためキャリアセンスの感度が落ちるといったことがない。したがって、送受信機を送信レート的に必要最小限の構成に留めていて、かつ、コグニティブ無線の無線通信装置として十分なキャリアセンスを行う機能が実現できている。 According to the embodiment shown above, the transmission efficiency is improved because both the transmitter and the receiver can be used almost always, although the carrier sense for a sufficient period is always performed before transmission, and Since there is one transmitter and one receiver, the hardware scale is minimized. In addition, the bandwidth can be the minimum necessary bandwidth corresponding to each transmission / reception bandwidth. Furthermore, even if the transmitter and the receiver are used at the same time, the frequency is always separated, so that the sensitivity of carrier sense does not decrease. Accordingly, the function of performing sufficient carrier sense as a cognitive radio communication device can be realized while the transmitter / receiver is kept to the minimum necessary configuration in terms of transmission rate.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
101・・・無線部、102・・・送信ベースバンド部、103・・・LPF、104・・・周波数変換部、105・・・PA、106・・・送信アンテナ、107・・・受信部、108・・・LPF、109、206・・・周波数変換部、110・・・LNA、111・・・受信アンテナ、112・・・制御部、113・・・受信ベースバンド部、114・・・キャリアセンス部、115・・・ローカル信号生成部、116・・・データベース、201・・・周波数シンセサイザ、202、203、204・・・分周逓倍器、205・・・クロスバースイッチ、207・・・スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Radio | wireless part, 102 ... Transmission baseband part, 103 ... LPF, 104 ... Frequency conversion part, 105 ... PA, 106 ... Transmission antenna, 107 ... Reception part, 108 ... LPF, 109, 206 ... frequency conversion unit, 110 ... LNA, 111 ... reception antenna, 112 ... control unit, 113 ... reception baseband unit, 114 ...
Claims (7)
受信信号の受信中心周波数を設定し、送信信号の送信中心周波数を前記送信チャンネルの中心周波数に設定する第2の設定手段と、
アンテナを介して受け取る受信信号を受信する受信手段と、
前記受信信号から、隣接する2バンドをフィルタリングする第1のフィルターと、
前記フィルタリングされた受信信号を、前記受信チャンネルに対応するチャンネルについて受信処理を行う受信ベースバンド部と、
前記フィルタリングされた受信信号を、前記キャリアセンスチャンネルに対応するチャンネルについてキャリアセンス処理を行うキャリアセンス部と、
送信データを送信信号に変換する送信ベースバンド部と、
前記送信信号を、バンド単位でフィルタリングする第2のフィルターと、
前記送信信号を、アンテナを介して送信する送信手段と、
前記第1の設定手段が設定動作をしてからの経過時間が1タイムスロット分であるか否かを判定する判定手段と、を具備し、
同一タイムスロットにおいて受信チャンネルとキャリアセンスチャンネルを同時に設定する場合、前記第1の設定手段は、前記複数のバンドのうち周波数が隣接する2つのバンドからなる第1のバンドペアのうちの一方のバンドである第1のバンドを受信チャンネルに設定し、第1のバンドペアのうちの他方のバンドである第2のバンドをキャリアセンスチャンネルに設定し、前記第2の設定手段は、受信中心周波数を前記第1のバンドペアの中心周波数に設定し、
前記判定手段が、前記経過時間が1タイムスロット分であると判定した場合に、前記第1の設定手段は、直前のタイムスロットにおいてキャリアセンスチャンネルとして用いられたバンドを送信チャンネルに設定し、
前記キャリアセンス部が、送信動作を行うタイムスロットの直前のタイムスロットにおけるキャリアセンスで、他の無線通信システムに属する無線通信装置がキャリアセンスチャンネルの周波数の一部を使用していると判定した場合、前記使用されていると判定された周波数においては次のタイムスロットでの送信を行わないことを特徴とする無線通信装置。 First setting means for setting a reception channel, a carrier sense channel, and a transmission channel from a plurality of bands obtained by dividing a usable frequency band into a plurality of bands;
Second setting means for setting a reception center frequency of the reception signal and setting a transmission center frequency of the transmission signal to the center frequency of the transmission channel;
Receiving means for receiving a received signal received via an antenna;
A first filter that filters two adjacent bands from the received signal;
A reception baseband unit that performs reception processing on the filtered reception signal for a channel corresponding to the reception channel;
A carrier sense unit that performs carrier sense processing on the filtered received signal for a channel corresponding to the carrier sense channel;
A transmission baseband unit for converting transmission data into a transmission signal;
A second filter for filtering the transmission signal in band units;
Transmitting means for transmitting the transmission signal via an antenna;
Determining means for determining whether or not an elapsed time after the first setting means performs the setting operation is one time slot;
When the reception channel and the carrier sense channel are simultaneously set in the same time slot, the first setting means is configured to use one band of a first band pair including two bands having adjacent frequencies among the plurality of bands. The first band is set as the reception channel, the second band, which is the other band of the first band pair, is set as the carrier sense channel, and the second setting means sets the reception center frequency. Set to the center frequency of the first band pair,
When the determination unit determines that the elapsed time is one time slot, the first setting unit sets a band used as a carrier sense channel in the immediately preceding time slot as a transmission channel ;
When the carrier sense unit determines that a wireless communication device belonging to another wireless communication system is using a part of the frequency of the carrier sense channel in the carrier sense in the time slot immediately before the time slot performing the transmission operation. The radio communication apparatus does not perform transmission in the next time slot at the frequency determined to be used .
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Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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GB2470372B (en) * | 2009-05-19 | 2011-09-28 | Toshiba Res Europ Ltd | Wireless communications method and apparatus |
US9166633B2 (en) * | 2010-01-21 | 2015-10-20 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for interfacing a white space device with a host device |
EP2668799A4 (en) * | 2011-01-28 | 2017-09-13 | Empire Technology Development LLC | Cognitive radio spectrum sensing via cdma receiver coding |
EP2674002B1 (en) * | 2011-02-08 | 2018-06-06 | Marvell World Trade Ltd. | Wlan channel allocation |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11252652A (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Fujitsu Ltd | Plurality mode communication device |
JP2003174394A (en) * | 2001-12-06 | 2003-06-20 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Communication unit |
JP2007312078A (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Illegal radio wave source searching method and illegal radio wave source searching system |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060084444A1 (en) * | 2004-10-20 | 2006-04-20 | Nokia Corporation | System and method utilizing a cognitive transceiver for ad hoc networking |
-
2006
- 2006-08-22 JP JP2006225617A patent/JP4746496B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11252652A (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Fujitsu Ltd | Plurality mode communication device |
JP2003174394A (en) * | 2001-12-06 | 2003-06-20 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Communication unit |
JP2007312078A (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Illegal radio wave source searching method and illegal radio wave source searching system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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